کاربرد نانو سیال آلومینا به عنوان خنک کننده در راکتور هسته ای آب سبک در فشارفوق بحرانی (HPLWR)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

هیات علمی

چکیده

هدف از این تحقیق، بررسی رفتار ترموهیدرولیکی نانوسیالات آلومینا به عنوان خنک کننده در بسته سو خت رآکتور HPLWR می باشد. راکتورهای آب سبک با بازده بالا (HPLWR) یکی از انواع راکتورهای آب سبک در فشارفوق بحرانی(SCWR) می باشد که توسط اتحادیه اروپا مورد مطالعه و طراحی قرار گرفته است. این نوع راکتور نسبت به سایر راکتورها دارای تکنولوژی ساده تر ، بازده بالا و دبی سیال خنک کننده کمتر می باشد. هیچ گونه جوششی در این نوع راکتور وجود نخواهد داشت. معادلات بقا با بکارگیری روش حجم محدود جداسازی شده و دستگاه معادلات جبری غیر خطی بدست آمده توسط روشهای عددی حل شده اند. نتایج بدست آمده از بررسی غلظت های مختلف نانوذره آلومینا در خنک کننده و کندکننده با نتایج سیال آب مقایسه شده است. نتایج اولیه نشان دادند در غلظت های پایین (کمتر از 1/0 درصد کسر حجمی) استفاده از نانوسیال آلومینا به عنوان خنک کننده در قلب رآکتور HPLWR از سایر غلظت های مورد بررسی مناسب تر می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nano fluid application as a coolant in High performance light water Reactor(HPLWR)

چکیده [English]

The present article is a thermal–hydraulic analysis of the nanofluid in HPLWR fuel assembly. The High-Performance Light Water Reactor (HPLWR) is the European version of the Supercritical-pressure Water Cooled Reactor (SCWR). Light water reactors at supercritical pressure, being currently under design, are the new generation of nuclear reactors. Supercritical water cooled reactors (HPLWR & SCWR) are essentially light water reactors (LWRs) operating at higher pressure and temperature. HPLWRs achieve high thermal efficiency (i.e., about 45% vs. about 35% efficiency for advanced LWRs) and are simpler plants as the need for many of the traditional LWR components.The governing equations include energy, mass and momentum equations beside thermal–hydraulic equations are solved numerically using the finite volume (upwind) method. Thermal hydraulic results using nanofluid in coolant and moderator channel are discussed and compared to pure water results. The achieved results show that the Al2O3 with volume fraction less than 0.1 percent is the optimum case.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanofluid
  • Thermal–hydraulic analysis
  • HPLWR
  • supercritical pressure